用于管腔内成像设备的柔性支撑构件及相关联的设备、系统和方法技术方案

提供了管腔内超声成像设备、方法和系统。本公开的一些实施例包括被配置为导航和操纵患者的扭曲脉管系统的管腔内设备。例如，血管内成像设备可以在成像设备的远端部分处包括柔性支撑构件。柔性支撑构件可以支撑多个超声换能器和多个控制电路。柔性支撑构件包括在换能器部分与控制器部分之间的柔性接头部分。在换能器部分与控制器部分之间引入柔性接头部分可以提供成像设备的更大的灵活性，并使所述设备能够导航患者的解剖结构的扭曲区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于管腔内成像设备的柔性支撑构件及相关联的设备、系统和方法相关申请本申请要求享有于2018年2月9日递交的美国临时申请US62/628340的权益和优先权，通过引用将其并入本文。
本公开总体上涉及管腔内成像，诸如血管内超声(IVUS)成像，并且尤其涉及管腔内成像设备的远端结构。例如，远端结构可以包括支撑构件和挠性电路，支撑构件和挠性电路布置成有助于管腔内成像设备的高效组装和操作。
技术介绍
血管内超声(IVUS)成像在介入心脏病学中广泛被用作诊断工具，用于评估人体内的患病脉管(诸如动脉)以确定对处置的需要，引导介入和/或评估其有效性。包括一个或多个超声换能器的IVUS设备被传递到脉管中并且被引导到要成像的区。换能器以超声波的形式发射超声能量以便创建感兴趣脉管的图像。超声波由起因于组织结构(诸如脉管壁的各个层)、红血球和其他感兴趣特征的不连续性部分地反射。反射波由换能器接收并且传递到IVUS成像系统。成像系统处理接收到的超声回波以产生其中设备被放置的脉管的截面图像。固态(也被称为合成孔径)IVUS导管是现今常用的两种类型的IVUS设备中的一种，另一类型是旋转IVUS导管。固态IVUS导管携带扫描器组件，其包括分布在其周缘周围的超声换能器的阵列，以及邻近于换能器阵列安装的一个或多个集成电路控制器芯片。控制器选择用于发送超声脉冲并且用于接收超声回波信号的个体换能器元件(或元件的组)。通过步进通过发送-接收对的序列，固态IVUS系统可以合成机械扫描超声换能器但无移动部分(因此固态指定)的效果。由于不存在旋转机械元件，因此换能器阵列可以在脉管创伤的最小风险的情况下被放置为与血液和脉管组织直接接触。此外，因为不存在元件，因此简化电学接口。固态扫描器可以利用简单电缆和标准可拆卸电学连接器直接连线到成像系统，而不是旋转IVUS设备所需的复杂旋转电学接口。制造能够高效地遍历人体内部的生理学的血管内成像设备是具有挑战性的。在这方面，成像设备的远端部分处的部件在血管内设备中引起高刚度的区，这在通过扭曲的脉管系统操纵血管内设备时增加了扭结的可能性。在一些情况下，高刚度的区会限制成像设备导航和操纵通过特别地脉管系统的扭曲的区域的能力。
技术实现思路
本公开有利地描述了被配置为导航和操纵患者的扭曲脉管系统的血管内成像设备。例如，血管内成像设备可以在成像设备的远端部分处包括柔性支撑构件。柔性支撑构件包括在换能器部分与控制器部分之间的柔性接头部分。在换能器部分和控制器部分之间引入柔性接头部分可以提供成像设备的更大的灵活性，并使设备能够导航患者的解剖结构的扭曲区域。在一些方面中，管腔内超声成像设备包括：多个超声换能器元件，其被配置为获得成像数据；多个控制电路，其与多个超声换能器元件通信；多条导电迹线，其在多个超声换能器元件与多个控制电路之间延伸；柔性细长体，其被配置为被定位在患者的身体管腔内；以及耦合到柔性细长体的远端部分的支撑构件。支撑构件可以包括：换能器部分，其邻近多个超声换能器元件；控制部分，其邻近多个控制电路；以及挠性接头部分，其包括设置在换能器部分与控制部分之间的柔性元件。在一些实施例中，挠性接头部分相邻多条导电迹线，并且接头部分比换能器部分和控制部分更具柔性。在一些实施例中，支撑构件是大致圆柱形的。支撑构件可以包括不锈钢。在一些实施例中，支撑构件可以包括聚合物和导电剂。挠性接头部分可以包括多个切口。在其他实施例中，聚合物可以包括声学阻尼材料。在又一实施例中，挠性接头部分包括耦合到换能器部分和控制部分的线圈。在一些方面中，柔性基底可以定位在支撑构件周围，并且多条导电迹线可以耦合到柔性基底。支撑构件可以包括细长体和耦合到细长体的一个或多个凸缘，其中，一个或多个凸缘的外径大于细长体的外径。所述设备还可以包括设置在细长体与多个超声换能器元件之间的声学背衬材料。柔性基底可以包括一个或多个槽口，其被配置为促进柔性基底的挠曲。柔性基底还可以包括与支撑构件通信的一个或多个接地区域。根据一些实施例，多个超声换能器元件包括超声换能器阵列，所述超声换能器阵列以环形配置围绕支撑构件的换能器部分设置。在其他实施例中，所述设备包括收缩管，其被定位为围绕以下各项中的至少一项并被配置为气密密封以下各项中的至少一项：多个超声换能器元件；多个控制电路；或多条通信线。支撑构件还可以包括在换能器部分的近端部分处的第一凸缘和在换能器部分的远端部分处的第二凸缘，其中，第一凸缘和第二凸缘被配置为将多个换能器元件与支撑构件间隔开。在一些方面中，支撑构件包括在控制部分的近端部分处的第三凸缘和在控制部分的远端部分处的第四凸缘。第三凸缘和第四凸缘可以被配置为支撑多个控制电路。根据本公开的其他方面，提供了管腔内超声成像系统，其包括管腔内成像设备和计算设备。管腔内成像设备包括：柔性细长体，其被配置为被定位在患者的身体管腔内；以及成像组件，其被设置在柔性细长体的远端部分处，并且被配置为获得与身体管腔相关联的成像数据。成像组件包括支撑构件，多个换能器元件、多个控制电路和多条通信线围绕所述支撑构件定位。支撑构件可以包括：换能器部分，其邻近多个换能器元件；控制部分，其邻近多个控制电路；以及挠性接头部分。挠性接头部分可以包括被设置在换能器部分与控制部分之间的柔性元件。挠性接头部分可以邻近多条通信线，并且可以比换能器部分和控制部分更具柔性。在一些方面中，计算设备与管腔内成像设备通信并且被配置为基于所获得的成像数据将身体管腔的图像输出到显示器。在一些实施例中，管腔内成像设备包括导管。在其他实施例中，管腔内成像设备包括血管内超声(IVUS)设备。根据以下详细描述，本公开的额外方面、特征和优点将变得显而易见。附图说明将参考附图描述本公开的说明性实施例，其中：图1是根据本公开的方面的管腔内成像系统的图解示意性视图。图2是根据本公开的方面的处于平坦配置的挠性电路的图解俯视图。图3是根据本公开的方面的处于围绕支撑构件的卷绕配置的挠性电路的图解侧视图。图4是根据本公开的方面的血管内设备的远端部分的图解截面侧视图。图5是根据本公开的方面的在血管的扭曲部分中的血管内设备的图解俯视图。图6是根据本公开的方面的处于平坦配置的挠性电路的图解俯视图。图7是根据本公开的方面的挠性电路的导电迹线区域的图解俯视图。图8是根据本公开的方面的挠性电路的导电迹线区域的图解俯视图。图9是根据本公开的方面的挠性电路的导电迹线区域的图解俯视图。图10是根据本公开的方面的处于平坦配置的挠性电路的一部分的图解俯视图。图11是根据本公开的方面的处于平坦配置的挠性电路的部分的图解俯视图。图12是根据本公开的方面的支撑构件的图解侧视图。图13是根据本公开的方面的处于卷绕配置的支撑构件和挠性电路的图解侧视图。图14是根据本公开的方面的支撑构件的图解侧视图。图15是根据本公开的方面的支撑构件的图解侧视图。图16是根据本公开的方面的处于卷绕配置的聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管腔内超声成像设备，包括：/n多个超声换能器元件，其被配置为获得成像数据；/n多个控制电路，其与所述多个超声换能器元件通信；/n多条导电迹线，其在所述多个超声换能器元件与所述多个控制电路之间延伸；/n柔性细长体，其被配置为被定位在患者的身体管腔内；以及/n支撑构件，其被耦合到所述柔性细长体的远端部分，所述支撑构件包括：/n换能器部分，其邻近所述多个超声换能器元件；/n控制部分，其邻近所述多个控制电路；以及/n挠性接头部分，其包括被设置在所述换能器部分与所述控制部分之间的柔性元件，其中，所述挠性接头部分邻近所述多条导电迹线，并且其中，所述挠性接头部分比所述换能器部分和所述控制部分更加柔性。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180209 US 62/628,3401.一种管腔内超声成像设备，包括：
多个超声换能器元件，其被配置为获得成像数据；
多个控制电路，其与所述多个超声换能器元件通信；
多条导电迹线，其在所述多个超声换能器元件与所述多个控制电路之间延伸；
柔性细长体，其被配置为被定位在患者的身体管腔内；以及
支撑构件，其被耦合到所述柔性细长体的远端部分，所述支撑构件包括：
换能器部分，其邻近所述多个超声换能器元件；
控制部分，其邻近所述多个控制电路；以及
挠性接头部分，其包括被设置在所述换能器部分与所述控制部分之间的柔性元件，其中，所述挠性接头部分邻近所述多条导电迹线，并且其中，所述挠性接头部分比所述换能器部分和所述控制部分更加柔性。


2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述支撑构件是大致圆柱形的。


3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述支撑构件包括不锈钢。


4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述挠性接头部分包括多个切口。


5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述支撑构件包括聚合物和导电剂。


6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述聚合物包括声学阻尼材料。


7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述挠性接头部分包括被耦合到所述换能器部分和所述控制部分的线圈。


8.根据权利要求1所述的设备，还包括柔性基底，所述柔性基底被定位为围绕所述支撑构件，其中，所述多个超声换能器元件、所述多个控制电路和所述多条导电迹线被耦合到所述柔性基底。


9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述支撑构件包括细长体和被耦合到所述细长体的一个或多个凸缘，其中，所述一个或多个凸缘的外径大于所述细长体的外径。


10.根据权利要求9所述的设备，还包括被设置在所述细长体与所述多个超声换能器元件之间的声学背衬材料。


11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述柔性基底包括一个或多个槽口，所述一个或多个槽口被配置为促进所述柔性基底的挠曲。
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【专利技术属性】
技术研发人员：J·斯蒂加尔，J·宋，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL